Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое кулачки в двигателе

Применяются кулачковые механизмы обычно в тех случаях, когда необходимо переместить ведомые звенья устройства на небольшие расстояния относительно друг друга.

Если рассмотреть кулачковые механизмы, то все они имеют в своей основе фигурный диск, который по-другому называют кулачок (1), толкатель (2) и ролик (3). Кулачок вращается вокруг своей оси и взаимодействует с толкателем. В итоге получается равномерное возвратно-поступательное движение, на основе которого работает большое количество устройств.

Фигурный диск выполняет главную роль в работе и выступает ведущим элементом кулачкового механизма. Ведомой же частью является толкатель, который еще иногда называют щупом. Щуп выполняет роль исполнительного органа, который выполняет основную полезную работу.

Когда механизм активен, то кулачок активируется и толкает толкатель в заранее заданном направлении. Для его возвращения в исходное положение необходимо использовать возвратную пружину. Кроме пружины, под непосредственным активным влиянием противодействующих усилий органов механизма, которые взаимодействуют с толкателем, также возможно вернуть механизм в первоначальное положение.

Есть и такие варианты, где толкатель двигается строго вокруг заданного центра. При такой работе кулачок выполняет прямолинейное перемещение и после полного оборота возвращается в первоначальное положение.

Виды и назначения

Кулачки подразделяют на следующие виды:

  • прямые (детали закрепляются с наружной стороны);
  • обратные (крепление с внутренней стороны детали);
  • накладные или «сырые кулачки» (фиксация деталей с большим диаметром);
  • сборные (рейки, с закаленными накладными кулачками).

Прямые

Для зажима деталей чаще всего используются прямые кулачки. У каждого из них имеются две ступени для крепления деталей «на разжим» и по одной призме, работающей «на сжим».

Рабочие площадки ступеней кулачков, в которые упирают торцы обрабатываемых деталей, служат для устранения торцевого биения последних.

Посредством прямых кулачков крепятся детали:

  • малоразмерные (поверхностью призм – за внешнюю сторону детали);
  • крупноразмерные (как правило, полые заготовки – поверхностью ступеней).

Обратные

Обратные кулачки по своей конструкции, являются противоположностью прямым и применяются для крепления «на сжим» внешней стороны деталей больших диаметров.

Наружную поверхность обратных кулачков можно использовать для устройства дополнительной крепящей базы, работающей «на разжим» внутренней поверхности заготовки.

Накладные

Изготавливаются непосредственно токарями из сталей или цветных металлов без дополнительной термической обработки, в связи с чем, ещё именуются «сырыми кулачками». Крепятся к рейкам (поставляются в комплекте к патрону), что устанавливаются вместо прямых или обратных кулачков.

Накладные («сырые кулачки») выполняются соразмерно формам заготовок для обеспечения высокой точности центрирования.

Сборные

Сборные кулачки (универсальные, составные) состоят из двух частей:

  • нижняя – та же рейка с гребёнками (движется по спиральному диску);
  • верхняя – накладка (со стандартной закалкой рабочей зоны).

Накладки, это кулачки – перевертыши (прямые — обратные). Отличаются от накладных или «сырых» кулачков тем, что подвергаются обязательной термической обработке.

Чтобы поменять вид, достаточно выкрутить по два болта на каждом «перевертыше», развернуть его же нужной стороной и этими же болтами закрепить на рейке.

Универсальность сборных кулачков позволяет сократить подготовительное время обработки детали, при необходимости частой смены прямых на обратные и наоборот.

Этот вид кулачков вызывает погрешность из-за переустановки «перевертышей» и по этой причине применяются в токарных патронах, диаметром от 250 мм и более. Величина относительной погрешности здесь не так существенна, зато трудозатраты на переустановку снижаются в разы.

Примеры использования кулачковых механизмов

При практическом применении кулачковых механизмов для выполнения определенных требований и ограничений зачастую приходится создавать оригинальные конструктивные схемы, которые позволяют повысить эффективность работы механизма в целом.

Читать еще:  Что такое двигатель ecoboost форд

Кулачковые механизмы, которые, как правило, используются совместно с рычажным передаточным механизмом, образуют, таким образом, кулачково- рычажный механизм, который, работая в составе технологического оборудования автоматического действия (в составе станков – автоматов) зачастую оснащается дополнительными устройствами для выполнения следующих функций:
− изменение величины хода выходного звена,
− изменения цикла и работы механизма,
− предохранения наиболее ответственных деталей механизма от перегрузки,
− обеспечения удобства эксплуатации и наладки оборудования,
− включения и выключения привода механизма, при работе оборудования в холостом или наладочном режиме.

Рассмотрим конструктивные особенности кулачковых механизмов технологического оборудования имеющих различное функциональное назначение.

На Рис 15 показан кулачково – рычажный механизма выталкивания из матриц многопозиционного холодновысадочного автомата, который включает устройство для предохранения от перегрузки. Он содержит кулачок 1, установленный на приводном валу 2 автомата, который контактирует с роликом 6, шарнирно установленным на ведущем плече 7 ведущего рычага посредством подшипника скольжения 5 и оси 4 и роликом 3 шарнирно установленным посредством оси 36 на коромысле 33 возвратного механизма. При этом ведущий рычаг шарнирно установлен в станине 41 посредством подшипника скольжения 8 и оси 9, а на его ведомом плече имеющим радиусную форму выполнен закрытый ступенчатый паз, в котором с возможностью перемещения в процессе наладки расположена ползушка 11, цилиндрический хвостовик 12 которой с резьбой на конце фиксируется гайкой 13. В отверстии ползушки 11 установлена ось 14, с помощью которой она шарнирно соединяется с промежуточной тягой, имеющей сборную конструкцию и состоящей из ведущей 15 и ведомой 16 частей, шарнирно соединенных между собою посредством оси 17 и зафиксированных от относительного проворота при работе механизма в нормальном силовом режиме разрывном болтом 38. В свою очередь, ведомое плечо 16 промежуточной тяги шарнирно соединено с толкателем 23 и промежуточным коромыслом 20 посредством оси 18, зафиксированной от проворота в нем с помощью конического штифта 19, при этом, промежуточное коромысло 20, шарнирно установлено на станине 41 посредством подшипника скольжения 21 и оси 22. Толкатель 23 имеющий внутреннюю сферическую поверхность посредством прижимной планки 24 шарнирно соединен с ответной сферической поверхностью штанги 25, связанной непосредственно с выталкивателем из матриц (на Рис. 36 не показан) и имеющей возможность поступательного перемещения в направляющей втулке 26, установленной в станине 41. Механизм выталкивания снабжен возвратным механизмом, обеспечивающим постоянное усилие прижима ролика 6 к рабочей поверхности кулачка 1. Он состоит из штока 27, шарнирно соединенного посредством оси 30 с плечом 7 ведущего рычага, на котором установлена возвратная пружина сжатия 31, правый торец которой упирается в соответствующий торец стакана 29, а левый в поршень 28 закрепленный на штоке 27. При этом, стакан 29 с помощью оси 32 шарнирно соединен с коромыслом 33 на котором посредством оси 36 установлен ролик 3, контактирующей с кулачком 1, а коромысло 33 шарнирно установлено на станине 41 посредством оси 34 и кронштейна 35. Шарнирное соединение стакана 29, в котором расположена пружина 31 с коромыслом 33 оснащенным роликом 3, находящемся в постоянном контакте с кулачком 1 в противофазе с роликом 6 ведущего рычага, позволяет увеличить долговечность пружины 31 за счет уменьшения ее хода, что очень существенно для данного механизма.
Наличие в механизме промежуточного коромысла 20 позволяет разгрузить штангу 25 от нагрузок, действующих на штангу 23 в направлении перпендикулярном ее перемещению. Предохранение от перегрузки механизма обеспечивается за счет конструкции сборной промежуточной тяги, состоящей из ведущей 15 и ведомой 16 частей, соединенных разрывным болтом 38, который при увеличении усилия, действующего на тягу, выше допустимого разрывается и ведущая 15 и ведомая 16 части тяги поворачиваются друг относительно друга на оси 17, что приводит к прекращению передачи усилия тягой. При этом срабатывает конечный выключатель 39, на который воздействует флажок 40 и подает сигнал в систему электроавтоматики оборудования, что приводит к его остановке.

Читать еще:  Toyota zz3 двигатель характеристики

В полной версии статьи содержится 15 примеров конструктивного исполнения различных кулачковых механизмов
(см. Рис. в таб.) с описанием их работы

ЛИТЕРАТУРА.

1. Игнатьев Н. П. Основы проектирования Азов 2011г.
2. Игнатьев Н. П. Проектирование механизмов Азов 2015г.

Полная версия статьи содержит 23 страницы текста и 22 рисунка.

Для приобретения полной версии статьи добавьте её в корзину,

Стоимость полной версии статьи 200 рублей.

Размеры кулачков для токарного патрона

Прямые и обратные кулачки токарного патрона имеют сходство в размерах. Так, у них совпадают такие основные параметры, как длина, ширина, высота, шаг гребенок и размеры ступеней.

Изделия унифицированы по конструкции, однако комплект кулачков от одного патрона не совпадает с комплектом от другого, так что его использование потребует некоторой доработки.

Если оставить погрешность в размерах, деталь будет зафиксирована неправильно. При этом один кулачок не будет участвовать в зажиме, а между призмой и поверхностью детали образуется просвет, который отчетливо виден под лучом фонарика.

На усилие зажима и точность базирования детали также влияет изношенность спирали диска и гребенок кулачков и реек. А неточность линейных размеров контактных поверхностей (в том числе реек и накладок) приводит к смещению рабочих плоскостей и появления чрезмерного усилия при зажиме.

Разновидности распредвалов

А теперь несколько слов о разновидностях распредвалов, а вернее о разнообразии их конфигураций в составе газораспределительного механизма и двигателя. В зависимости от расположения распредвалы различают:

  • с верхним расположением;
  • нижним расположением.

Нижнерасположенная схема на сегодняшний день считается устаревшей, так как не позволяет развивать высоких оборотов двигателя и имеет кучу технологических ограничений. Верхнее расположение, в свою очередь, эффективно и наилучшим образом позволяет выжать из мотора максимум.

Воспламенение горючей смеси, фронт пламени

Свеча зажигания предназначена для подачи искрового разряда в рабочую смесь. Достаточное воспламенение горючей смеси происходит при коэффициенте избытка воздуха 0,75-1,4. При подачи искры свечей зажигания горючая смесь воспламеняется и начинает образовывается фронт пламени. Скорость фронта пламени увеличивается при повышении давления сгорания и понижается в конце сгорания. Средняя скорость распространения пламени примерно 15-30 метров за секунду. Повышенная скорость сгорания обеспечит наиболее эффективную работу двигателя и будет стремится к повышению за счет незначительно обогащенной смеси при коэффициенте избытка воздуха 0,8-0,9.

Хороший КПД при высоких температурах работы двигателя получается при коэффициенте 1-1.1. Правда повышенные температуры горения обедненной смеси ведут к увеличению образования оксидов азота в отработавших газах.

СОДЕРЖАНИЕ:

Распредвал 2108

Двигатели 2108, 21081, 21083 имеют распределительный вал установленный в головке блока.

Распредвал 2108 двигателей 2108, 21081, 21083

Назначение распределительного вала (распредвала) 2108

Распределительный вал двигателя (2108, 21081, 21083) является частью его газораспределительного механизма (ГРМ). Он выполняет функцию привода клапанов, так как своими кулачками при вращении попеременно (в определенной последовательности) нажимает на их толкатели.

Помимо этого распредвал является приводом распределителя зажигания (трамблера) и бензонасоса.

Читать еще:  Двигатель cat c27 характеристики
Устройство распредвала 2108

Распределительный вал двигателя — высокоточная деталь, отлитая из чугуна. Кулачки, шейки и поверхность под сальник вала для повышения прочности отбеливаются на глубину до 0,2 мм.

Распредвал имеет пять шеек для установки в опоры головки блока двигателя. Сверху он закреплен корпусом подшипников распредвала, состоящим из двух половинок и установленном на шпильки.

Распредвал 2108 и его корпуса

Помимо этого, для предотвращения осевого смещения, распредвал имеет упорный буртик, расположенный между торцом задней опоры вала и корпусом вспомогательных агрегатов. Так же на валу имеется эксцентрик привода топливного насоса. В торце вала выполнен паз для соединения с валом трамблера. На другом конце на шпонке устанавливается шестерня привода ГРМ закрепленная болтом.

Смазка распределительного вала производится под давлением через отверстия в опорах головки блока.

Опоры распредвала 2108 в головке блока

Размеры распределительного вала

Высота кулачков (впускного и выпускного) у распредвала 2108 9,0±0,1 мм. Диаметр шеек 24,915-24,931 мм.

Как работает распределительный вал

Распределительный вал вращается за счет привода на его шкив ремнем ГРМ от шкива на коленчатом валу. При этом он нажимает в определенной последовательности своими кулачками на толкатели клапанов заставляя их открываться. Положение распределительного и коленчатого валов относительно друг друга устанавливается по специальным меткам. В результате достигается своевременное открытие-закрытие клапанов на определенных фазах при работе двигателя (впуск-сжатие-рабочий ход-выпуск). Одновременно эта работа синхронизируется с работой распределителя зажигания (трамблера) так как он так же приводится в движение распредвалом. Соответственно искра на свечи зажигания проскакивает в нужный момент.

Помимо этого распредвал приводит в движение топливный насос (бензонасос) системы питания двигателя. Эксцентрик на валу воздействует на стержень толкателя.

Неисправности распределительного вала

Износ шеек распределительного вала

Износ поверхности под сальник

Износ опор распредвала в головке блока и корпусе

В результате износа опор распредвала (в корпусе и головке блока) происходит его биение, что негативно сказывается на работе клапанного механизма. Допустимое биение шеек распредвала 0,02 мм.

Как следствие повышенный шум из-под клапанной крышки двигателя, неустойчивые обороты холостого хода двигателя.

Применяемость распределительного вала 2108

На карбюраторных двигателях 2108, 21081, 21083 автомобилей ВАЗ 2108, 21081, 21083, 2109, 21091, 21093, 21099 устанавливается распределительный вал 2108-1006015.

На инжекторный двигатель 2111 автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 в ряде случаев устанавливается распределительный вал 2110-1006015 или 2111-1006015, имеющий на конце штифт под датчик фаз (в ЭСУД с двумя датчиками кислорода под нормы Евро-3).

Тюнинг распределительного вала 2108

Самый простой — замена на распределительный вал 2110 с большими кулачками (впускной-9,6±0,1 мм, выпускной-9,3±0,1 мм) и иными углом развала кулачков и и высотой подъема позволяющими увеличить динамические характеристики автомобиля (улучшенный разгон и повышенную скорость передвижения). При этом теряется приемистость двигателя на «низах», его приходится крутить до больших оборотов. что снижает ресурс.

Более сложный — установка разрезной шестерни, позволяющей самостоятельно изменять фазы газораспределения и добиваться от двигателя либо скорости, либо приемистости на «низах», по желанию.

Примечания и дополнения

Что такое отбеливание шеек и кулачков распредвала? Отбеливание — процесс придания повышенной твердости элементам чугунной детали путем нагрева и последующего резкого охлаждения. Деталь приобретает повышенную твердость (на отбеленных участках образуется белый чугун-цементит), но вместе с тем хрупкость.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector